ટેકનોલોજી ઉપરાંત, ગ્લાયકોસાઇડ્સનું સંશ્લેષણ હંમેશા વિજ્ઞાન માટે રસ ધરાવે છે, કારણ કે તે પ્રકૃતિમાં ખૂબ જ સામાન્ય પ્રતિક્રિયા છે. શ્મિટ અને તોશિમા અને તાત્સુતાના તાજેતરના પેપર, તેમજ તેમાં ટાંકવામાં આવેલા ઘણા સંદર્ભોએ કૃત્રિમ સંભવિતતાઓની વિશાળ શ્રેણી પર ટિપ્પણી કરી છે.
ગ્લાયકોસાઇડ્સના સંશ્લેષણમાં, મલ્ટિ-સુગર ઘટકોને ન્યુક્લિયોફાઇલ્સ સાથે જોડવામાં આવે છે, જેમ કે આલ્કોહોલ, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ અથવા પ્રોટીન, જો કાર્બોહાઇડ્રેટના હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોમાંથી એક સાથે પસંદગીયુક્ત પ્રતિક્રિયા જરૂરી હોય, તો અન્ય તમામ કાર્યોને સંરક્ષિત કરવું આવશ્યક છે. પ્રથમ પગલું. સૈદ્ધાંતિક રીતે, એન્ઝાઇમેટિક અથવા માઇક્રોબાયલ પ્રક્રિયાઓ, તેમની પસંદગીના કારણે, પ્રદેશોમાં ગ્લાયકોસાઇડ્સમાંથી પસંદગીયુક્ત રીતે જટિલ રાસાયણિક સંરક્ષણ અને ડિપ્રોટેક્શન પગલાંને બદલી શકે છે. જો કે, આલ્કિલ ગ્લાયકોસાઇડ્સના લાંબા ઇતિહાસને કારણે, ગ્લાયકોસાઇડ્સના સંશ્લેષણમાં ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ વ્યાપકપણે અભ્યાસ અને લાગુ કરવામાં આવ્યો નથી.
યોગ્ય એન્ઝાઇમ સિસ્ટમ્સની ક્ષમતા અને ઊંચા ઉત્પાદન ખર્ચને કારણે, આલ્કિલ પોલીગ્લાયકોસાઇડ્સનું એન્ઝાઇમેટિક સંશ્લેષણ ઔદ્યોગિક સ્તરે અપગ્રેડ કરવા માટે તૈયાર નથી, અને રાસાયણિક પદ્ધતિઓ પસંદ કરવામાં આવે છે.
1870 માં, મેકોલીએ એસિટિલ ક્લોરાઇડ સાથે ડેક્સ્ટ્રોઝ(ગ્લુકોઝ)ની પ્રતિક્રિયા દ્વારા "એસિટોક્લોરહાઇડરોઝ"(1,આકૃતિ2) ના સંશ્લેષણની જાણ કરી, જે આખરે ગ્લાયકોસાઇડ સંશ્લેષણ માર્ગોના ઇતિહાસ તરફ દોરી ગયું.
Tetra-0-acetyl-glucopyranosyl halides(acetohaloglucoses) પાછળથી શુદ્ધ આલ્કાઈલ ગ્લુકોસાઈડ્સના સ્ટીરીઓસેલેકટિવ સંશ્લેષણ માટે ઉપયોગી મધ્યવર્તી હોવાનું જણાયું હતું. 1879 માં, આર્થર માઈકલ કોલીના મધ્યવર્તી અને ફિનોલેટ્સમાંથી ચોક્કસ, સ્ફટિકીકૃત એરીલ ગ્લાયકોસાઇડ્સ તૈયાર કરવામાં સફળ થયા. (Aro-,આકૃતિ 2).
1901માં, જ્યારે ડબલ્યુ.કોએનિગ્સ અને ઇ.નોરે તેમની સુધારેલી સ્ટીરીઓસેલેકટિવ ગ્લાયકોસિડેશન પ્રક્રિયા (આકૃતિ 3) રજૂ કરી ત્યારે કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ અને હાઇડ્રોક્સિલિક એગ્લાયકોનની વ્યાપક શ્રેણીમાં માઇકલનું સંશ્લેષણ. પ્રતિક્રિયામાં એનોમેરિક કાર્બન પર SN2 અવેજીનો સમાવેશ થાય છે અને રૂપરેખાંકનના વ્યુત્ક્રમ સાથે સ્ટીરિયોસેલેક્ટિવ રીતે આગળ વધે છે, ઉદાહરણ તરીકે એસીઓબ્રોમોગ્લુકોઝ મધ્યવર્તી 3 ના β-એનોમરમાંથી α-ગ્લુકોસાઇડ 4 ઉત્પન્ન કરે છે. કોએનિગ્સ-નોર સંશ્લેષણ ચાંદીની હાજરીમાં થાય છે અથવા થાય છે. મર્ક્યુરી પ્રમોટર્સ.
1893 માં, એમિલ ફિશરે આલ્કિલ ગ્લુકોસાઇડ્સના સંશ્લેષણ માટે મૂળભૂત રીતે અલગ અભિગમનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો. આ પ્રક્રિયા હવે "ફિશર ગ્લાયકોસિડેશન" તરીકે જાણીતી છે અને તેમાં આલ્કોહોલ સાથે ગ્લાયકોઝની એસિડ-ઉત્પ્રેરિત પ્રતિક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે. તેમ છતાં કોઈપણ ઐતિહાસિક ખાતામાં એ.ગૌટીયરનો 1874માં હાઈડ્રોક્લોરિક એસિડની હાજરીમાં ડેક્સ્ટ્રોઝને નિર્જળ ઈથેનોલ સાથે રૂપાંતરિત કરવાનો પ્રથમ અહેવાલ થયેલ પ્રયાસ પણ સામેલ હોવો જોઈએ. ગેરમાર્ગે દોરનારા તત્વ વિશ્લેષણને લીધે, ગૌટીયર માનતા હતા કે તેમણે "ડિગ્લુકોઝ" મેળવ્યું છે. ફિશરે પાછળથી દર્શાવ્યું હતું કે ગૌટીયરનું "ડિગ્લુકોઝ" હકીકતમાં મુખ્યત્વે ઇથિલ ગ્લુકોસાઇડ હતું (આકૃતિ 4).
ફિશરે ઇથિલ ગ્લુકોસાઇડની રચનાને યોગ્ય રીતે વ્યાખ્યાયિત કરી હતી, જે ઐતિહાસિક ફ્યુરાનોસિડિક સૂત્રમાંથી જોઈ શકાય છે. વાસ્તવમાં, ફિશર ગ્લાયકોસીડેશન ઉત્પાદનો જટિલ છે, મોટે ભાગે α/β-anomers અને પાયરાનોસાઇડ/ફ્યુરાનોસાઇડ આઇસોમર્સનું સંતુલન મિશ્રણ છે જે અવ્યવસ્થિત રીતે જોડાયેલા ગ્લાયકોસાઇડ ઓલિગોમર્સનો પણ સમાવેશ કરે છે.
તદનુસાર, વ્યક્તિગત પરમાણુ પ્રજાતિઓને ફિશર પ્રતિક્રિયા મિશ્રણથી અલગ કરવી સરળ નથી, જે ભૂતકાળમાં ગંભીર સમસ્યા રહી છે. આ સંશ્લેષણ પદ્ધતિમાં થોડો સુધારો કર્યા પછી, ફિશરે તેની તપાસ માટે કોએનિગ્સ-નોર સંશ્લેષણ અપનાવ્યું. આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને, E. Fischer અને B. Helferich એ 1911 માં સર્ફેક્ટન્ટ ગુણધર્મો દર્શાવતી લાંબી-સાંકળ એલ્કાઈલ ગ્લુકોસાઈડના સંશ્લેષણની જાણ કરનાર પ્રથમ વ્યક્તિ હતા.
1893 ની શરૂઆતમાં, ફિશરે આલ્કિલ ગ્લાયકોસાઇડ્સના આવશ્યક ગુણધર્મોને યોગ્ય રીતે નોંધ્યું હતું, જેમ કે ઓક્સિડેશન અને હાઇડ્રોલિસિસ તરફ તેમની ઉચ્ચ સ્થિરતા, ખાસ કરીને મજબૂત આલ્કલાઇન મીડિયામાં. સરફેક્ટન્ટ એપ્લીકેશનમાં આલ્કિલ પોલીગ્લાયકોસાઇડ્સ માટે બંને લાક્ષણિકતાઓ મૂલ્યવાન છે.
ગ્લાયકોસિડેશન પ્રતિક્રિયા સંબંધિત સંશોધન હજુ પણ ચાલુ છે અને તાજેતરના ભૂતકાળમાં ગ્લાયકોસાઇડ્સ માટેના ઘણા રસપ્રદ માર્ગો વિકસાવવામાં આવ્યા છે. ગ્લાયકોસાઇડ્સના સંશ્લેષણ માટેની કેટલીક પ્રક્રિયાઓનો સારાંશ આકૃતિ 5 માં આપવામાં આવ્યો છે.
સામાન્ય રીતે, રાસાયણિક ગ્લાયકોસિડેશન પ્રક્રિયાઓને પ્રક્રિયાઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે જે એસિડ-ઉત્પ્રેરિત ગ્લાયકોસિલ વિનિમયમાં જટિલ ઓલિગોમર સંતુલન તરફ દોરી જાય છે.
યોગ્ય રીતે સક્રિય કાર્બોહાઇડ્રેટ સબસ્ટ્રેટ્સ પરની પ્રતિક્રિયાઓ (ફિશર ગ્લાયકોસિડિક પ્રતિક્રિયાઓ અને અસુરક્ષિત કાર્બોહાઇડ્રેટ પરમાણુઓ સાથે હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ (HF) પ્રતિક્રિયાઓ) અને ગતિશાસ્ત્ર નિયંત્રિત, બદલી ન શકાય તેવી અને મુખ્યત્વે સ્ટીરિયોટેક્સિક અવેજી પ્રતિક્રિયાઓ. બીજી પ્રકારની પ્રક્રિયા પ્રતિક્રિયાઓના જટિલ મિશ્રણને બદલે વ્યક્તિગત પ્રજાતિઓની રચના તરફ દોરી શકે છે, ખાસ કરીને જ્યારે સંરક્ષણ જૂથ તકનીકો સાથે જોડવામાં આવે છે. કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ એક્ટોપિક કાર્બન પર જૂથો છોડી શકે છે, જેમ કે હેલોજન અણુઓ, સલ્ફોનીલ્સ, અથવા ટ્રાઇક્લોરોએસિટિમિડેટ જૂથો, અથવા ટ્રાઇફ્લેટ એસ્ટરમાં રૂપાંતર કરતા પહેલા પાયા દ્વારા સક્રિય થઈ શકે છે.
હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડમાં અથવા હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ અને પાયરિડીન (પાયરિડીનિયમ પોલી [હાઇડ્રોજન ફલોરાઇડ]) ના મિશ્રણમાં ગ્લાયકોસિડેશનના ચોક્કસ કિસ્સામાં, ગ્લાયકોસિલ ફ્લોરાઇડ્સ પરિસ્થિતિમાં બને છે અને સરળતાથી ગ્લાયકોસાઇડ્સમાં રૂપાંતરિત થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે આલ્કોહોલ સાથે. હાઇડ્રોજન ફલોરાઇડને મજબૂત રીતે સક્રિય કરતું, બિન-ડિગ્રેડિંગ પ્રતિક્રિયા માધ્યમ તરીકે દર્શાવવામાં આવ્યું હતું; સંતુલન ઓટો કન્ડેન્સેશન(ઓલિગોમેરાઇઝેશન) ફિશર પ્રક્રિયાની જેમ જ જોવા મળે છે, જો કે પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિ કદાચ અલગ છે.
રાસાયણિક રીતે શુદ્ધ આલ્કિલ ગ્લાયકોસાઇડ્સ માત્ર ખૂબ જ વિશિષ્ટ એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય છે. ઉદાહરણ તરીકે, મેમ્બ્રેન પ્રોટીનના સ્ફટિકીકરણ માટે બાયોકેમિકલ સંશોધનમાં આલ્કિલ ગ્લાયકોસાઇડ્સનો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે, જેમ કે ઓક્ટિલ β-D-ગ્લુકોપાયરાનોસાઇડની હાજરીમાં પોરીન અને બેક્ટેરિયોહોડોપ્સિનનું ત્રિ-પરિમાણીય સ્ફટિકીકરણ (આ કાર્ય પર આધારિત વધુ પ્રયોગો નોબેલ તરફ દોરી જાય છે. 1988 માં ડીઝનહોફર, હ્યુબર અને મિશેલ માટે રસાયણશાસ્ત્રમાં પુરસ્કાર).
અલ્કિલ પોલીગ્લાયકોસાઇડ્સના વિકાસ દરમિયાન, વિવિધ મોડેલ પદાર્થોનું સંશ્લેષણ કરવા અને તેમના ભૌતિક-રાસાયણિક ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવા માટે, તેમની જટિલતા, મધ્યવર્તીઓની અસ્થિરતા અને પ્રક્રિયાની માત્રા અને નિર્ણાયક પ્રકૃતિને કારણે, પ્રયોગશાળાના ધોરણે સ્ટીરિયોસેલેક્ટિવ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. વેસ્ટર્સ, કોએનિગ્સ-નોર પ્રકારનું સંશ્લેષણ અને અન્ય રક્ષણાત્મક જૂથ તકનીકો નોંધપાત્ર તકનીકી અને આર્થિક સમસ્યાઓ ઊભી કરશે. ફિશર-પ્રકારની પ્રક્રિયાઓ તુલનાત્મક રીતે ઓછી જટિલ અને વ્યવસાયિક ધોરણે હાથ ધરવા માટે સરળ છે અને તે મુજબ, મોટા પાયે આલ્કિલ પોલીગ્લાયકોસાઇડ્સના ઉત્પાદન માટે પસંદગીની પદ્ધતિ છે.
પોસ્ટનો સમય: સપ્ટેમ્બર-12-2020